[发明专利]晶体管器件、制造晶体管器件的方法及集成电路

说明书

提供了一种晶体管器件、制造晶体管器件的方法以及集成电路。该晶体管器件包括：玻璃基底；碳纳米管薄膜图案，位于玻璃基底上；源电极和漏电极，分别与碳纳米管薄膜图案电连接；栅电极，栅电极与碳纳米管薄膜图案在玻璃基底上的投影相重叠；以及介电层，位于栅电极与碳纳米管薄膜图案之间，栅电极通过介电层与碳纳米管图案电绝缘。

技术领域

本公开涉及一种电子技术，具体涉及一种晶体管器件、制造晶体管器件的方法以及集成电路。

背景技术

以硅基晶体管为代表的集成电路技术的发展推动了计算机、互联网、平板显示、移动通信等现代信息技术的发展和进步。实际上硅基晶体管技术沿着两条不同的线路在同时发展。

一条发展路线是基于硅基CMOS(互补金属氧化物半导体)技术，向着高性能器件和超大规模集成电路的方向发展，这是当前主流集成电路的基础。迄今为止，硅基CMOS技术的发展基本遵循摩尔定律，即器件尺寸不断缩减，性能和集成度不断提升。由于追求高性能，晶体管的沟道以高质量的单晶硅为构建材料，晶体管制备在单晶的硅晶元上。通过掺杂的方式控制晶体管的沟道为n-型或p-型，以氧化硅等为栅介质，由此不得不引入若干高温的工艺过程。然而，这条发展路线需要以硅晶元为基底，工艺温度高，技术难度高，生产成本高(目前一台极紫外(EUV)光刻机的价格高达1.5亿美元)。更严重的是受基本物理规律的限制，沿着这条技术路线晶体管的尺寸缩减难以保持，“摩尔定律”即将终止。

另一条发展路线是以非晶硅为沟道材料的应用于显示驱动等宏电子(macroelectronics)领域的薄膜晶体管技术。平板显示器的结构决定了其像素和用于驱动该像素的薄膜晶体管电路都必须制备在透明的玻璃基底上。受玻璃耐受温度的限制，用于生产高性能晶体管的硅基CMOS技术无法应用。传统的显示驱动电路是在玻璃基板上采用相对低温的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)生长的非晶硅做沟道材料制备的。这样制备出的晶体管是n-型，其电子迁移率较低(通常小于1cm2/Vs)。晶体管的尺寸也不追求按照摩尔定律缩减，通常都是在微米及以上尺度，因此这样制备的晶体管的性能相对较低。稍后发展出了基于低温多晶硅(LTPS)材料的薄膜晶体管。然而，LTPS是在非晶硅基础上采用激光退火生产的，不仅生产成本高，而且大面积的均匀性目前仍无法保证，因此LTPS产品多用于手机等小面板产品上。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种晶体管器件，包括：

玻璃基底；

碳纳米管薄膜图案，位于玻璃基底上；

源电极和漏电极，分别与碳纳米管薄膜图案电连接；

栅电极，栅电极与碳纳米管薄膜图案在玻璃基底上的投影相重叠；以及

介电层，位于栅电极与碳纳米管薄膜图案之间，栅电极通过介电层与碳纳米管图案电绝缘。

根据本公开的一些实施方式，源电极和漏电极由功函数大于碳纳米管薄膜图案的功函数的材料形成。

根据本公开的一些实施方式，材料包括钯、铑、或碳化钼。

根据本公开的一些实施方式，源电极和漏电极由功函数小于碳纳米管薄膜图案的功函数的材料形成。

根据本公开的一些实施方式，材料包括钪、铝、钇、或铒。

根据本公开的一些实施方式，介电层包括以下中至少之一：氧化铪，、氧化铝、氧化钇、氧化硅或氮化硅。

根据本公开的第二方面，提供了一种集成电路，其包括多个上述的晶体管器件。

根据本公开的一些实施方式，该多个晶体管器件包括源电极和漏电极由功函数小于碳纳米管薄膜图案的功函数的材料形成的晶体管器件和源电极和漏电极由功函数大于碳纳米管薄膜图案的功函数的材料形成的晶体管器件。